(57)【要約】【課題】ヘッドが１つのディスク面から別のディスク面へと移動する際に、データの記録・再生を一時的に停止する必要のない、低コストの装置を実現する。【解決手段】磁気ハードディスク装置は、複数のディスク面にアクセスする記録再生ヘッドを少なくとも１つ備える。ハードディスク装置は、ヘッドのディスク面間の移動を行う期間中、ホストコンピュータと間で中断なく円滑にデータの転送を行う。不揮発性の固体メモリが、ディスク面と、ディスク面のペア単位（組単位）で関連付けられる。１組における１つのディスク面から、該組の他方のディスク面へとヘッドを移動させる間、データの記録・再生は、その関連付けられた不揮発性メモリにおいて行われる。つまり、データの記録・再生は、まず１つのディスク面において行われ、続く記録・再生の順序は、不揮発性メモリ、そしてヘッド移動の完了後、該ディスク面と組みを成す他方のディスク面、となる。これにより、ホストコンピュータと間で中断なく円滑にデータを転送させることができる。【選択図】図２
2010165448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録ディスク装置であって、
共通の軸を中心に回転する複数のディスクはそれぞれ、複数の同心円状データトラックを有するディスク面を少なくとも１つ有し、該複数のデータトラックはそれぞれ、ホストコンピュータからのデータブロックを保存するための複数の隣り合うセクターを有し、該複数のセクターはそれぞれ、１つの論理ブロックアドレスを有する複数の磁気記録ディスクと、
前記ホストコンピュータからのデータブロックを保存するために複数のアドレスを有する不揮発性メモリであって、該不揮発性メモリの該複数のアドレスはそれぞれ１つの論理ブロックアドレスを有し、前記論理ブロックアドレスには、第１のディスク面の１つの論理ブロックアドレスから、次に該不揮発性メモリの複数の論理ブロックアドレス、そして第２のディスク面の１つの論理ブロックアドレスという順序で、通し番号が振られる不揮発性メモリと、
前記セクターに対するデータブロックの記録と、前記セクターからのデータブロックの再生を行う複数の記録再生ヘッドと、
前記複数のヘッドに接続され、前記複数のディスクのディスク面上を横切るように前記複数のヘッドを駆動するヘッドアクチュエータと、
前記ヘッドアクチュエータに接続され、前記複数のヘッドが別のディスク面にアクセスするよう前記ヘッドアクチュエータを軸方向に駆動する駆動装置と、
前記ホストコンピュータに接続され、前記ホストコンピュータからの書き込み・読み出し指示に応じて、前記ホストコンピュータと、前記複数のディスクのディスク面上のセクター、及び前記不揮発性メモリのアドレスとの間のデータブロック転送を行う制御装置と、を有する磁気記録ディスク装置。
【請求項２】
請求項１のディスク装置において、
前記制御装置は、前記ホストコンピュータからの書き込み指示に応じて、メソッドを実行するロジックを有し、
該メソッドは；
前記複数のヘッドのいずれかが、前記第１のディスク面にアクセス中であるときは、前記第１のディスク面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記複数のヘッドのいずれかを前記第２のディスク面にアクセスさせるよう、前記駆動装置が前記ヘッドアクチュエータを駆動する間は、前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレスに対してデータブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記複数のヘッドのいずれかが、前記第２のディスク面にアクセス中であるときは、前記第２のディスク面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドを含むディスク装置。
【請求項３】
請求項１のディスク装置において、
前記制御装置は、前記ホストコンピュータからの読み出し指示に応じて、メソッドを実行するロジックを有し、
該メソッドは；
前記複数のヘッドのいずれかが、前記第１のディスク面にアクセス中であるときは、前記第１のディスク面の論理ブロックアドレスから、データブロックを連続的に読み出すメソッドと、
前記複数のヘッドのいずれかを前記第２のディスク面にアクセスさせるよう、前記駆動装置が前記ヘッドアクチュエータを駆動する間は、前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレスからデータブロックを連続的に読み出すメソッドと、
前記複数のヘッドのいずれかが、前記第２のディスク面にアクセス中であるときは、前記第２のディスク面の論理ブロックアドレスから、データブロックを連続的に読み出すメソッドを含むディスク装置。
【請求項４】
請求項１のディスク装置において、
前記複数のディスクは、軸方向上側から０〜Ｎ-１までの番号が振られたＮ数のディスクであり、
前記複数のディスクはそれぞれ前面と背面を有し、
前記複数の記録再生ヘッドは、前記アクチュエータに接続され、軸方向に隣り合うディスク間の軸方向間隙を移動する、第１と第２のヘッドであり、
該第１のヘッドが、前記複数のディスクの背面のみにアクセスし、該第２のヘッドが、前記複数のディスクの前面のみにアクセスするディスク装置。
【請求項５】
請求項４のディスク装置において、
前記論理ブロックアドレスには通し番号が振られ、その番号振りの順序は、ディスク番号０のディスクの背面の論理ブロックアドレス、次にディスク番号１のディスクの前面の論理ブロックアドレス、次に前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレス、そしてディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレス、となり、
前記制御装置は、前記ホストコンピュータからの書き込み指示に応じて、メソッドを実行するロジックを有し、
該メソッドは；
前記第２のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの前面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記第１のヘッドをディスク番号１のディスクの背面にアクセスさせるよう、前記駆動装置が前記ヘッドアクチュエータを駆動する間は、前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレスに対してデータブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記第１のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドを含むディスク装置。
【請求項６】
請求項４のディスク装置において、
前記論理ブロックアドレスに対する通し番号振りがさらに、ディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレスから、ディスク番号２のディスクの前面の論理ブロックアドレスへと続くディスク装置。
【請求項７】
請求項４のディスク装置において、
前記不揮発性メモリは、０〜Ｎ-２までの番号が振られ、ディスク番号が１〜Ｎ-２のディスクと関連付けられた（Ｎ-２）数のパーティションを有し、
それぞれの該パーティションの論理ブロックアドレスには通し番号が振られ、その通し番号振りの順序が、関連付けられたディスクの前面の論理ブロックアドレス、次にパーティションの論理ブロックアドレス、そして関連付けられたディスクの背面の論理ブロックアドレス、となるディスク装置。
【請求項８】
磁気記録ハードディスク装置であって、
基部と、
スピンドルと、
前記基部に取り付けられ、回転軸を中心に前記スピンドルを回転させるスピンドルモータと、
複数のディスクはそれぞれ、複数の同心円状データトラックを有するディスク面を少なくとも１つ有し、該複数のデータトラックはそれぞれ、ホストコンピュータからのデータブロックを保存するための複数の隣り合うセクターを有し、該複数のセクターはそれぞれ、１つの論理ブロックアドレスを有する、前記スピンドルに接触した状態の複数の磁気記録ディスクと、
前記ホストコンピュータからのデータブロックを保存するために複数のアドレスを有した不揮発性メモリであって、該不揮発性メモリの該複数のアドレスはそれぞれ１つの論理ブロックアドレスを有し、前記論理ブロックアドレスには、第１のディスク面の１つの論理ブロックアドレスから、次に前記不揮発性メモリの複数の論理ブロックアドレス、そして第２のディスク面の１つの論理ブロックアドレスという順序で、通し番号が振られる不揮発性メモリと、
軸方向に移動し、軸方向に隣り合う所望の２つのディスクのディスク間距離を広げ、１組の向かい合うディスクの間のディスク間距離が広げられると、該１組のディスクが、前記複数のディスクから成るディスク積層において、軸方向間隙を形成するディスクセパレータと、
前記基部上に位置し、前記スピンドルモータの回転軸と概ね平行な軸を中心に回転するロータリ・アクチュエータと、
アームと、少なくとも１つの記録再生ヘッドを有し、該記録再生ヘッドは該アームの一端に取り付けられ、前記セクターに対するデータブロックの記録や、前記セクターからのデータブロックの再生を行い、かつ前記ロータリ・アクチュエータに接続され、前記ロータリ・アクチュエータによって、前記軸方向間隙内でほぼディスクの半径方向に回転することで、軸方向に離間された２つのディスクのうちの片方のディスクの面に前記ヘッドをアクセスさせるヘッド・アーム部と、
前記ヘッド・アーム部が別の軸方向間隙で回転し、前記ヘッドが別のディスク面にアクセスするよう、前記ヘッド・アーム部を軸方向に駆動する、前記ロータリ・アクチュエータに接続される駆動装置と、
前記ホストコンピュータに接続され、前記ホストコンピュータからの書き込み・読み出し指示に応じて、前記ホストコンピュータと、前記複数のディスクのディスク面上のセクター、及び前記不揮発性メモリのアドレスとの間のデータブロック転送を行う制御装置とを有する磁気記録ディスク装置。
【請求項９】
請求項８のディスク装置において、
前記複数のディスクは、軸方向上側から０〜Ｎ-１までの番号が振られたＮ数のディスクであり、
前記複数のディスクはそれぞれ前面と背面を有し、
前記少なくとも１つの記録再生ヘッドとは、第１と第２のヘッドであり、
該第１のヘッドは、前記複数のディスクの背面のみにアクセスし、該第２のヘッドは、前記複数のディスクの前面のみにアクセスし、
前記論理ブロックアドレスには通し番号が振られ、その番号振りの順序は、ディスク番号０のディスクの背面の論理ブロックアドレス、次にディスク番号１のディスクの前面の論理ブロックアドレス、次に前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレス、そしてディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレス、となり、
前記制御装置は、前記ホストコンピュータからの書き込み指示に応じて、メソッドを実行するロジックを有し、
該メソッドは；
前記第２のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの前面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記第１のヘッドをディスク番号１のディスクの背面にアクセスさせるよう、前記駆動装置が前記ロータリ・アクチュエータを別の軸方向間隙へと移動させる間は、前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレスに対してデータブロックを連続的に記録するメソッドと、
前記第１のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレスに対して、データブロックを連続的に記録するメソッドを含むディスク装置。
【請求項１０】
請求項９のディスク装置において、
前記制御装置は、前記ホストコンピュータからの読み出し指示に応じて、メソッドを実行するロジックを有し、
該メソッドは；
前記第２のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの前面の論理ブロックアドレスから、データブロックを連続的に読み出すメソッドと、
前記第１のヘッドをディスク番号１のディスクの背面にアクセスさせるよう、前記駆動装置が前記ロータリ・アクチュエータを移動させる間は、前記不揮発性メモリの論理ブロックアドレスからデータブロックを連続的に読み出すメソッドと、
前記第１のヘッドを用いて、ディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレスから、データブロックを連続的に読み出すメソッドを含むディスク装置。
【請求項１１】
請求項９のディスク装置において、
前記論理ブロックアドレスに対する通し番号振りがさらに、ディスク番号１のディスクの背面の論理ブロックアドレスから、ディスク番号２のディスクの前面の論理ブロックアドレスへと続くディスク装置。
【請求項１２】
請求項９のディスク装置において、
前記不揮発性メモリは、０〜Ｎ-２までの番号が振られ、ディスク番号が１〜Ｎ-２のディスクと関連付けられた（Ｎ-２）数のパーティションを有し、
それぞれの該パーティションの論理ブロックアドレスには通し番号が振られ、その通し番号振りの順序が、関連付けられたディスクの前面の論理ブロックアドレス、次にパーティションの論理ブロックアドレス、そして関連付けられたディスクの背面の論理ブロックアドレス、となるディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には磁気記録ハードディスク装置に係り、特に、複数のディスク面にアクセス可能な、少なくとも１つの記録再生ヘッドを備えるハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、磁気記録ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、スピンドルモータによって回転する複数の硬い磁気記録ディスクからなるディスク積層、及び回転するそれらディスクの表面を横切るように複数の記録再生ヘッドを駆動するアクチュエータを備える。それぞれのディスク表面は、対応する１つの記録再生ヘッドによってアクセスされる。ディスク積層を構成するそれぞれのディスクの位置は、相対的に決められており、軸方向（つまり、スピンドルモータの回転軸と平行な方向）には動かない。それぞれの記録再生ヘッドは、サスペンションの一端に取り付けられたエアベアリングスライダに取り付けられ、それぞれのサスペンションの他端側は、アクチュエータの剛性アームに取り付けられる。
【０００３】
上述のような従来のハードディスク装置においては、全ての記録再生ヘッドが、それぞれの対応するディスク面上に位置し、そこでデータの記録・再生を行うため、データ記録・再生の際のヘッドのアクセス時間が短いという点では、装置の性能は高いと言える。しかしながら、１つのディスク面に対して１つの記録再生ヘッドを設けるとなると、必然的にハードディスク装置にかかるコストが上がることになる。ディスクを用いたデータ保存の必要性の高まりとともに、ハードディスク装置のコストの低下を望む声が高まっており、そのコストの評価は、記録容量の単位であるギガバイトに占めるコストの割合（つまり、コスト／ギガバイト、以下、「コスト対ギガバイト率」と称す）で算出される。ハードディスク装置のコストの大半を占めるのは、記録再生ヘッドと、それに関連する組立部品、装置の電子部品をつなぐケーブル類である。これまでにも、低コストのハードディスク装置が提案されており、それらは、複数のディスク面にアクセス可能な記録再生ヘッドを少なくとも１つ備えている。そのようなハードディクス装置においては、１つのヘッド（場合によっては複数のヘッド）をディスクの積層に対して動かす機構が必要であり、そのような機構を用いることによって、ヘッドが１つのディスク面から別のディスク面へと移動することができる。また、このようなハードディスク装置では、ディスクの数が増えるにつれ、記録容量が増加し、コスト対ギガバイト率も大きく低下する。この関係は、磁気テープライブラリや光学ディスクライブラリにおけるそれと同じである。故に、このタイプのハードディスク装置は、仮想テープライブラリ（ＶＴＬ）として利用される可能性を秘めている。
【０００４】
ディスク面間で１又は複数のヘッドを移動するこの種のハードディスク装置では、ヘッドを移動させるための時間が必要となる。そのようなヘッドの移動期間中は、ディスク装置によるデータの記録・再生ができない。故に、ヘッドが別のディスク面に移動する度に、データの記録・再生が一時的に停止されることとなる。このことは、比較的データ量の小さいファイルをランダムに記録・再生するハードディスク装置の従来の使用法においては、装置のパフォーマンスに大した影響を及ぼさない。しかしながら、ハードディスク装置が、仮想テープライブラリ（ＶＴＬ）のようにデータを連続的に記録・再生したり、もしくは、マルチメディアファイルのようなデータ量の大きなファイル、例えば複数のディスク面に記録する必要のあるファイル等を記録・再生するとなると、事情は異なり、それは重大な問題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
故に、望ましいハードディスク装置とは、複数のディスク面にアクセス可能な、少なくとも１つの記録再生ヘッドを備え、１又は複数のヘッドが１つのディスク面から別のディスク面へと移動する際に、データの記録・再生を一時的に停止する必要のない、低コストの装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハードディスク装置は、複数のディスク面にアクセスする少なくとも１つの記録再生ヘッドを備え、ヘッドのディスク面間の移動を行う期間中、ホストコンピュータと間で中断なく円滑にデータの転送を行う。本発明においては、不揮発性の固体メモリが、ディスク面と、ディスク面のペア単位（組単位）で関連付けられる。１組における１つのディスク面から、該組の他方のディスク面へとヘッドを移動させる間、データの記録・再生は、その関連付けられた不揮発性メモリにおいて行われる。つまり、データの記録・再生は、まず１つのディスク面において行われ、続く記録・再生の順序は、不揮発性メモリ、そしてヘッド移動の完了後、該ディスク面と組みを成す他方のディスク面となる。これにより、中断なく円滑にデータを転送させることができる。
【０００７】
それぞれのディスク面の同心円状に配置されたデータトラックは、途切れなく物理セクターに分割されている。データはその物理セクターに記録され、それぞれの物理セクターは、１つの論理ブロックアドレス（Logical Block Address:ＬＢＡ）と関連付けられる。他方、不揮発性メモリは、多数のパーティション（区画）を備え、それぞれのパーティションは、１組のディスク面における片方のディスク面から他方のディスク面への切り替えと関連付けられる。論理ブロックアドレスには、通し番号が振られ、その番号振りの順序は、１組のディスク面における片方のディスク面、次に、不揮発性メモリの関連付けられたパーティションのメモリアドレス、そして、該１組の他方のディスク面、となる。本発明の実施形態によるハードディスク装置は、２つの記録再生ヘッドを備え、第１のヘッドはディスク積層を構成するディスクの底面、すなわち背面にアクセスし、第２のヘッドはディスクの上面、すなわち前面にアクセスする。ここで、１つのディスクの背面と、そのディスクと軸方向に向かい合うディスクの前面から成る、事実上１つのディスクを、「論理ディスク」と定義する。よって、上記２つのヘッドが次の軸方向間隙へと移動すると、２つのヘッドが次の論理ディスクにアクセスすることになる。故に、論理ブロックアドレスに対する番号振りは、１つの論理ディスクから始まり、続いて対応する不揮発性メモリパーティション、そして次の論理ディスク、という順に連続する。不揮発性メモリとしては、複数のパーティションを備えた単一のモジュールもしくは単一のチップを用いればよく、または、複数のモジュールもしくは複数のチップでもよい。不揮発性メモリやそのパーティションのサイズは、公知のデータ転送速度や、ヘッドの１つのディスク面から他のディスク面への移動にかかる公知の時間を用いて決定できる。
【０００８】
以下に示す本発明の詳細な説明を図面と共に参照することで、本発明の本質と利点が十分理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の実施形態によるハードディスク装置の側面図。
【図１Ｂ】本発明の実施形態によるハードディスク装置の側面図。
【図２】本発明の実施形態による磁気記録ハードディスク装置のブロック図。
【図３】本発明の実施形態による、複数のディスク面の論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）と、対応する不揮発性メモリパーティションの論理ブロックアドレスに対する、通し番号振りを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
磁気記録ハードディスクを用いたデータ保存の必要性の高まりとともに、ハードディスク装置のコストの低下を望む声が高まっており、そのコストの評価は、ギガバイトに占めるコストの割合（つまり、コスト／ギガバイト、以下、「コスト対ギガバイト率」と称す）で算出される。ハードディスク装置のコストの大半を占めるのは、記録再生ヘッドと、それに関連する組立部品、装置の電子部品をつなぐケーブル類である。従来のハードディスクにおいては、1つのディスク面に対して1つのヘッドが設けられ、全てのヘッドは1つのアクチュエータに取り付けられる。アクチュエータは、全てのヘッドを、対応するディスク面を横切るように同時に駆動する。これまでにも、低コストのハードディスク装置が提案されており、それらは、複数のディスク面にアクセス可能な記録再生ヘッドを少なくとも１つ備えている。そのようなハードディクス装置においては、１つのヘッド（場合によっては複数のヘッド）をディスクの積層に対して動かす機構が必要であり、その機構によって、ヘッドが１つのディスク面から別のディスク面へと移動することができるようになる。また、このようなハードディスク装置では、ディスクの数が増えるにつれ、記録容量が増加し、コスト対ギガバイト率も大きく低下する。この関係は、磁気テープライブラリや光学ディスクライブラリにおけるそれと同じである。故に、このタイプのハードディスク装置は、仮想テープライブラリ（ＶＴＬ）として利用される可能性を秘めている。
【００１１】
本発明は、ハードディスク装置が複数のディスク面にアクセスする記録再生ヘッドを少なくとも1つ備える限りは、あらゆる型のハードディスク装置に適用可能である。そのようなハードディスク装置の一例としては、周知の最初期の磁気ハードディスク装置である、ＩＢＭ社の３０５ＲＡＭＡＣが挙げられる。このハードディスク装置は、相対位置が固定された複数のディスクからなるディスク積層、及び1つのディスク面から別のディスク面へと移動可能な記録再生ヘッド部を搭載した単一のアームを備えている。他の例としては、比較的多数のディスクを備え、そのディスクの数に対して記録再生ヘッドが2つというハードディスク装置がある。この装置は、「HARD DISCK DRIVE WITH DISK SEPARATOR FOR CREATING AXIAL GAPS BETWEEN DISCKS FOR ACCESS BY READ/WRITE HEADS」と題された米国特許出願第１２／２４８，１１７号に記載されている（２００８年１０月９日出願、その権利は本出願と同一の譲受人に譲渡されている）。このハードディスク装置においては、ディスク積層を構成する複数のディスクが軸方向に動くようになっており、その様子を図1Ａと図１Ｂに示す。以下、この装置について簡単に説明する。
【００１２】
図１Ａと１Ｂに示すハードディスク装置は、基部１０を備え、基部１０の上には、複数のディスク２０から成るディスク積層が回転スピンドル３０を介して設けられている。ディスク２０は一例として１３枚設けてあり、図では２０−１から２０−１３までの参照番号で示してある。ハードディスク装置はさらに単一のヘッド・アーム部４０を備え、このヘッド・アーム部４０は、エアベアリングスライダ４４、４６にそれぞれ１つずつ取り付けられた合計２つの記録再生ヘッドと、剛性アーム４２で構成される。スピンドル３０は、基部１０内のスピンドルモータ３２によって、回転軸３１を中心に回転する。それぞれのディスク２０の少なくとも片面は（好ましくは両面であるが）、データを記録するための磁気記録層を含む。スライダ４４、４６は、それぞれサスペンション４３、４５を介して剛性アーム４２に取り付けられている。当技術分野では周知のように、サスペンション４３、４５は屈曲性素材を含んでおり、それによって、スライダ４４、４６をそれぞれのディスク面側に付勢する。
【００１３】
ヘッド・アーム部４０は、アクチュエータ５０によって、回転軸５２を中心に回転する。アクチュエータ５０自体も、アクチュエータ駆動装置５４によって、基部１０に対して軸方向に移動する。このアクチュエータ５０の軸方向移動によって、ヘッド・アーム部４０の軸方向位置（高さ）を変えることができる。アクチュエータ駆動装置５４は、例えばステッピングモータであり、送りねじ５６を介してアクチュエータ５０に接続される。基部１０に対するヘッド・アーム部４０の軸方向高さの調整は、図１Ａと１Ｂに示す通りであり、図１Ａと１Ｂとでヘッド・アーム部４０の２つの異なる位置を示している。図１Ａにおいては、ヘッド・アーム部４０は、ディスク２０−５とディスク２０−６の間の軸方向間隙に位置している。そして、ディスク２０−５の底面、すなわち背面２０−５ｂは、スライダ４４上のヘッドによってアクセスされ、他方、ディスク２０−６の上面、すなわち前面２０−６ａは、スライダ４６上のヘッドによってアクセスされる。図１Ｂにおいては、ヘッド・アーム部４０は下方に移動しており、ディスク２０−１２とディスク２０−１３の間の軸方向間隙に位置している。そして、ディスク２０−１２の背面２０−１２ｂは、スライダ４４上のヘッドによってアクセスされ、他方、ディスク２０−１３の前面２０−１３ａは、スライダ４６上のヘッドによってアクセスされる。
【００１４】
ディスク積層を構成する複数のディスク２０は、スピンドル３０に固定されてはおらず、スピンドル３０に接した状態で軸方向上下に移動する。ディスク２０の上下移動は、スピンドル３０内のディスクセパレータ８０によってなされる。ディスクセパレータ８０は、軸方向に隣接する２つのディスク間の距離を広げるようにして、軸方向間隙を形成する。このディスクセパレータ８０は、制御軸９０に取り付けられる。この制御軸９０が回転することによって、ディスクセパレータ８０がともに回転するが、同時にディスクセパレータ８０が制御軸９０に沿って軸方向に上下できるようになっている。制御軸９０は、スピンドル３０内に位置し、スピンドル３０に対し回転する。基部１０内のディスク積層ステッピングモータ１００は、差動軸１０４を介して差動回転機構１０２に接続され、スピンドル３０の回転に対して、制御軸９０の回転を制御する。
【００１５】
ヘッド・アーム部４０は、アーム高調整用ステッピングモータ、すなわちアクチュエータ駆動装置５４によって軸方向に移動するため、スライダ４４、４６は、向かい合う２つディスクによって形成されるいずれの軸方向間隙内でも、ディスクの半径方向に駆動されうる。これによって、スライダ４４、４６上のヘッドがアクセス中の１組のディスク面を除いた残り全てのディスクを、非常に狭い間隔で並べることができ、結果として、従来のハードディスク装置よりも装置内スペースの点で効率がよい。ヘッド・アーム部４０を図１Ａの位置から図１Ｂの位置へと移動させるには、まずヘッド・アーム部４０をディスクの外周方向に回転させて、ディスク２０−５、２０−６間の軸方向間隙の外へ移動させる必要がある（つまり、ディスク積層の外周を超えるまで、ヘッド・アーム部４０を回転させればよい）。この動作は、図1Ａ、1Ｂに図示しないヘッドサポートによってなされる。このヘッドサポートは、ヘッド・アーム部４０とともに軸方向に上下するが、それとともに回転することはない。このようなヘッドサポートとしては、従来のロード・アンロード・ランプ（Load/Unload ramp :L/UL）のような構造を用いればよい。つまり、スライダをディスク上からそのランプに退避させ、然るべき時にそのランプから別のディスク上に移動させる。スライダ４４、４６を、図１Ａに示すディスク２０−５、２０−６間の軸方向間隙の外へ移動させ、それぞれをディスク面２０−５ｂ、２０−６ａからランプ上に退避させると、今度はディスクセパレータ８０が、図１Ｂに示すよう、ディスク２０−１２と２０−１３の間に軸方向間隙を形成する。すると、スライダ４４、４６が、図１Ｂに示すように、それぞれランプからディスク面２０−１２ｂ、２０−１３ａ上に移動させられる。そうすることで、新しく選択された軸方向間隙を形成する２つのディスク面上で、スライダ４４、４６を横切るように駆動することができる。
【００１６】
図１Ａと図１Ｂに示すようなヘッドのディスク面間移動を伴うハードディスク装置においては、例外なくそのようなヘッド移動に必要な時間が生じる。その期間中は、ディスク装置によるデータの記録・再生ができない。故に、ヘッドが別のディスク面に移動する度に、データの記録・再生が一時的に停止されることとなる。このことは、比較的データ量の小さいファイルをランダムに記録・再生するハードディスク装置の従来の使用法においては、装置のパフォーマンスに大した影響を及ぼさない。しかしながら、ハードディスク装置が、仮想テープライブラリのようにデータを連続的に記録・再生したり、もしくは、マルチメディアファイルのようなデータ量の大きなファイル、例えば複数のディスク面に記録する必要のあるファイル等を記録・再生するとなると、事情は異なり、それは重大な問題となる。
【００１７】
本発明においては、不揮発性の固体メモリが、ディスク面と、ディスク面のペア単位（組単位）で関連付けられる。１組における１つのディスク面から、該組の他方のディスク面へとヘッドを移動させる間、データの記録・再生は、その関連付けられた不揮発性メモリにおいて行われる。つまり、データの記録・再生は、まず１つのディスク面において行われ、続く記録・再生の順序は、不揮発性メモリ、そしてヘッド移動の完了後、該ディスク面と組みを成す他方のディスク面、となる。これにより、中断なく円滑にデータを転送させることができる。
【００１８】
図２は、本発明による磁気記録ハードディスク装置２００のブロック図である。ハードディスク装置２００は、ハードディスク制御装置２１２を備える。この制御装置２１２は、マイクロコントローラもしくはマイクロプロセッサを有してもよいし、または制御装置２１２自体がそれらいずれかであってもよい。制御装置２１２は、メモリ２１４が格納するコンピュータプログラムを実行する。そのプログラムは、後に詳述するロジックとアルゴリズムを具現化するものである。メモリ２１４は、制御装置２１２とは別個の装置でもよいし、制御装置２１２のチップに組み込まれていてもよい。また、上記のコンピュータグラムは、マイクロコードや、制御装置２１２がアクセス可能な他のメモリで実現してもよい。
【００１９】
制御装置２１２は、ホストコンピュータ２１８との間でデータの転送を行うホストインターフェース２１６に接続される。ホストインターフェース２１６としては、従来のコンピュータ・ハードディスク装置間のインターフェースを用いればよく、例としては、シリアルATA（Advanced Technology Attachment）や、SCSI（Small Computer System Interface）等が挙げられる。
【００２０】
また、制御装置２１２は、記録再生チャンネル２２０を介して、ハードディスク装置２００の２つの記録再生ヘッド、Ｈ１とＨ２にも接続される。ハードディスク装置２００は、０からＮ-１までの番号が振られたＮ数のディスクを有し、図２の例では、Ｄ０からＤ４までの５枚の物理磁気ディスクを示している。これらディスクＤ０〜Ｄ４は、スピンドルモータ２３２上に取り付けられ、該スピンドルモータによって回転する。ディスクセパレータ２８０は、軸方向に隣り合う２つのディスクの間に軸方向間隙を形成し、図２が示す軸方向間隙は、ディスクＤ０とＤ１との間のそれである。ヘッドＨ１は、ディスクの底面、すなわち背面にアクセスし、ヘッドＨ２はディスクの上面、すなわち前面にアクセスする。図２では、ヘッドＨ１がディスクＤ０の背面Ｄ０−ｂにアクセスし、ヘッドＨ２がディスクＤ１の前面Ｄ１−ｆにアクセスする様子を示している。それぞれのディスク面の同心円状に配置されたデータトラックは、途切れなく物理セクターに分割されている。データはその物理セクターに記録され、それぞれの物理セクターは、１つの論理ブロックアドレス（Logical Block Address: LBA）と関連付けられる。ディスク面Ｄ０−ｂとＤ１−ｆは、１枚の論理ディスクを構成する。つまり、該論理ディスクの全ての論理ブロックアドレスに渡ってデータの記録・再生が連続的に行われるよう、ディスク面Ｄ０−ｂとＤ１−ｆの論理ブロックアドレスには、通し番号が振られる。この場合のデータの記録・再生においては、記録再生チャンネル２２０は単にヘッドＨ１とＨ２の間の切り替えを行うだけである。同様に、軸方向に向かい合う他のディスクの前面、背面の組も、それぞれ論理ディスクを構成する。アクチュエータ２５０は、ディスク面の同心円状データトラックを横切るようにヘッドＨ１、Ｈ２を駆動し、ヘッドＨ１、Ｈ２がデータの記録・再生が行われる所望の物理セクターにアクセスできるようにする。アクチュエータ駆動装置２５４は、アクチュエータ２５０と、アクチュエータ２５０に取り付けられたヘッドＨ１、Ｈ２を軸方向に駆動し、ヘッドＨ１、Ｈ２がディスク積層の所望のディスク面にアクセスできるようにする。
【００２１】
制御装置２１２はデータ制御装置として機能し、ヘッドＨ１、Ｈ２がディスク面にデータの記録ができるよう、書き込みデータブロックをホストコンピュータ２１８から記録再生チャンネル２２０を介してヘッドＨ１、Ｈ２に転送したり、ディスク面からホストコンピュータ２１８に読み出しデータブロックを転送したりする。また、制御装置２１２は、データバス２６０を介して不揮発性メモリ２７０との間でデータの転送を行う。つまり、制御装置２１２は、不揮発性メモリ２７０のメモリアドレスに対して書き込みデータブロックを転送したり、そこからデータブロックを再生、すなわち読み出したりする。不揮発性メモリ２７０の一例としては、フラッシュメモリが挙げられる。フラッシュメモリは、セルと呼ばれる浮遊ゲートトランジスタの列に情報を記録し、電気的にブロック単位で消去・再プログラム可能なメモリである。不揮発性メモリ２７０の他の例としては、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）や、相変化ランダムアクセスメモリ等が挙げられる。
【００２２】
不揮発性メモリ２７０は、（Ｎ-２）数のパーティションを有する（Ｎはディスクの総数である）。図２の例では、不揮発性メモリ２７０は、Ｐ１からＰ３までの３つのパーティションを有し、それぞれのパーティションは、１組のディスク面における片方のディスク面から他方のディスク面への切り替えと関連付けられる。パーディションＰ１は、物理ディスクＤ１の前面と背面に対応し、同様に、パーティションＰ２は、物理ディスクＤ２の前面と背面に対応し、パーティションＰ３は、物理ディスクＤ３の前面と背面と対応する。パーティションＰ１が使用されるのは、ヘッド部を軸方向に駆動して、ディスク面Ｄ０−ｂとＤ１−ｆから成る論理ディスクの論理ブロックアドレスから、ディスク面Ｄ１−ｂとＤ２−ｆから成る論理ディスクの論理ブロックアドレスへの切り替えを行う時である。パーティションＰ２とＰ３も同様であり、それらが使用されるのは、図２に示すようにヘッド部の２つの論理ディスク間の移動時である。不揮発性メモリ２７０のパーティションのそれぞれのメモリアドレスは、１つの論理ブロックアドレスと関連付けられる。図２の不揮発性メモリ２７０は、単一のモジュール、つまり複数のパーティションに分割された単一のチップとして示してあるが、代わりに複数のモジュールもしくは複数のチップを用いてもよい。例えば、ディスク面の組ごとに、単一のフラッシュメモリチップを設けてもよい。
【００２３】
本発明においては、論理ブロックアドレスに対して通し番号が振られ、その番号振りの順序は、１つの論理ディスク、次に不揮発性メモリの対応するパーティションのメモリアドレス、そして次の論理ディスク、となる。例えば、論理ブロックアドレスに対する通し番号振りの順は、物理ディスクＤ０の背面Ｄ０−ｂから始まり、次に物理ディスクＤ１の前面Ｄ１−ｆ、次に不揮発性メモリ２７０のメモリアドレス（すなわち、パーティションＰ１のメモリアドレス）、次に物理ディスクＤ１の背面Ｄ１−ｂ、そして物理ディスクＤ２の前面Ｄ２−ｆ、となる。これを概略的に示したのが図３である。図３の例では、それぞれのディスク面はＸ数の論理ブロックアドレスを有し、他方、不揮発性メモリのそれぞれのパーティションはＹ数の論理ブロックアドレスを有する。図３に示すように、論理ブロックアドレスに対する通し番号振りの順は、ディスク面Ｄ０−ｂの最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（１）、ディスク面Ｄ０−ｂの最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（Ｘ）、ディスク面Ｄ１−ｆの最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（Ｘ＋１）、ディスク面Ｄ１−ｆの最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（２Ｘ）、となる。番号振りはさらにパーティションＰ１のメモリアドレスへと続き、その順は、パーティションＰ１の最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（２Ｘ＋１）、パーティションＰ１の最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（２Ｘ＋Ｙ）、ディスク面Ｄ１−ｂの最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（２Ｘ＋Ｙ＋１）、となる。続く番号振りの順は、ディスク面Ｄ１−ｂの最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（３Ｘ＋Ｙ）、ディスク面Ｄ２−ｆの最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（３Ｘ＋Ｙ＋１）、ディスク面Ｄ２−ｆの最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（４Ｘ＋Ｙ）、となる。番号振りはさらにパーティションＰ２のメモリアドレスへと続き、その順は、パーティションＰ２の最初の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（４Ｘ＋Ｙ＋１）、パーティションＰ２の最後の論理ブロックアドレスであるＬＢＡ（４Ｘ＋２Ｙ）、となる。このように、不揮発性メモリの全てのパーティションと、対応するディスク面の全ての組に通し番号が振られるまで、番号振りは続く。残りの番号振りも上記と同様であり、ディスク積層を構成するディスクの前面・背面の全ての組と、対応する全てのパーティションに対して、番号振りは行われる。尚、図２に示すように、ディスク面Ｄ０−ｆとＤ４−ｂに関しては、不揮発性メモリと関連付ける必要は無い。というのも、このようなハードディスク装置においては、ヘッドがトップディスクの前面とボトムディスクの背面にアクセスできず、それらのディスク面はデータの記録に使用されないためである。
【００２４】
制御装置２１２が、マルチメディアファイルのようなデータ量の大きなファイル、例えば１枚のディスクの両面に記録する必要のある書き込みデータブロックを転送する場合、制御装置２１２によるデータの連続的記録は、まず該ディスクの前面の論理ブロックアドレスに対して行われ、続く順序は、不揮発性メモリの対応するパーティションの論理ブロックアドレス、そして該ディスクの背面の論理ブロックアドレス、となる。再び図２を用いて説明すると、ヘッドＨ２は最初ディスクＤ１の前面上に位置しており、上記のようなデータ転送の場合、まず制御装置２１２が、データブロックを記録再生チャンネル２２０に転送し、記録再生チャンネル２２０は受け取ったデータブロックをヘッドＨ２に転送する。するとヘッドＨ２は、ディスク面Ｄ１の前面の論理ブロックアドレスに対してデータブロックの書き込みを行う。続いて制御装置２１２は、データバス２６０を介してデータブロックを不揮発性メモリ２７０のパーティションＰ１に転送する。パーティションＰ１にデータブロックが記録される間、アクチュエータ２５０は、ヘッドＨ１とＨ２を回動させ、それらをディスクＤ０とＤ１の外周の外に出す。アクチュエータ駆動装置２５４は、アクチュエータ２５０とヘッドＨ１、Ｈ２を軸方向に駆動し、その後、アクチュエータ２５０はヘッドＨ１、Ｈ２を回動させ、それらをディスクＤ１とＤ２の間の軸方向間隙に挿入する。この新しい軸方向間隙へのヘッドの移動が完了すると、制御装置２１２はデータブロックを記録再生チャンネル２２０に転送し、記録再生チャンネル２２０は受け取ったデータブロックをヘッドＨ１に転送する。この時のヘッドＨ１の位置は、上述のヘッド移動後のため、ディスクＤ１の背面上となる。ヘッドＨ１は、続いてディスクＤ１の背面の論理ブロックアドレスに対してデータブロックの書き込みを行う。記録するファイルのデータ量が大きく、ディスクＤ１の背面の論理ブロックアドレスだけでは記録しきれない場合には、記録再生チャンネル２２０がデータ転送をヘッドＨ１からヘッドＨ２へと切り替え、ヘッドＨ２はディスクＤ２の前面に対してデータブロックの記録を続ける。このようにすることで、データファイルは、複数のディスク面と不揮発性メモリの対応するパーティションに渡って、中断なく円滑に記録されることとなる。逆に、データブロックの再生をする場合も（つまり、ディスクのデータセクターと不揮発性メモリのアドレスから、記録されたデータを読み出し、ホストコンピュータ２１８に転送する場合も）、記録の場合と同様である。ヘッドが別のデータ面にアクセスできるよう、ヘッドを別の軸方向間隙に移動する間、データブロックの再生、すなわち読み出しは、不揮発性メモリの対応するパーティションの論理ブロックアドレスと関連付けられたメモリアドレスから行われる。
【００２５】
不揮発性メモリやそのパーティションのサイズは、公知のデータ転送速度や、ヘッドの１つの軸方向間隙から他の軸方向間隙への移動にかかる公知の時間を用いて決定できる。例えば、データ転送速度が約毎秒６０ＭＢで、ヘッドの軸方向間隙の間の移動におよそ１秒要する場合は、不揮発性メモリのそれぞれのパーティションのサイズは少なくとも６０ＭＢとすればよい。
【００２６】
以上、本発明を好ましい実施形態と共に説明したが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、各種の細かい変形や変更が可能であることは当業者に理解されよう。開示した本発明は、単に例示を目的とし、その範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００２７】
２００：ハードディスク装置      ２１２：制御装置    ２１４：メモリ
２１６：ホストインターフェース  ２１８：ホストコンピュータ
２２０：記録再生チャネル        ２３２：スピンドルモータ  
２５０：アクチュエータ          ２５４：アクチュエータ駆動装置
２６０：データバス    ２７０：不揮発性メモリ  ２８０：ディスクセパレータ。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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